重难点11固体和液体产生的压强-2022年中考物理热点及重难点专练试卷（原卷+解析）

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专项三  力学重难点11  固体和液体产生的压强【重点知识梳理】11.1影响压力作用效果的因素1.压力大小：受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显。2.受力面积：压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。11.2压强的定义与固体产生的压强的计算1.压强（符号：p）：物体所受压力大小与受力面积之比。单位：帕斯卡（简称帕）；符号：Pa。2.压强的计算公式：p= 。F—压力，单位：N；S—受力面积，单位：m2。1Pa=1N/m2变形公式：F=pS ；S= 。11.3固体产生的压强的增大与减小方法1.增大压强的方法：增大压力或减小受力面积。2.减小压强的方法：减小压力或增大受力面积。11.4液体产生的压强的特点与计算1. 液体产生的压强的特点：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。深度越深，压强越大。液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。2.计算公式：p=ρgh。ρ—液体的密度，单位：kg/m3；h—深度，单位：m。变形公式：ρ= ；h= 。11.5连通器1.连通器：上端开口，下端相连的容器。2.连通器中液体的特点：连通器里的同一种液体不流动时，各容器中的液面相平。3.常见的连通器：茶壶；锅炉水位计；水塔与自来水管；船闸；下水道的弯管；公路涵洞等。【难点知识突破】11.1涉及固、液体混合的压强计算固体和液体压强、压力计算的公式比较物理量固体液体压力一般地，F=G=mgF=pS=ρghS压强p=F/Sp=ρgh注意：1.压力不一定是由物体受到的重力引起的。物体由于受到重力的作用，可以产生压力，但压力的大小不一定等于物体的重力。2.受力面积，指相互接触的面积，不要错认为受力面积就是物体的某一面的表面积。【例题分析】【例1】（2020巴中24） 如图所示，一个重为 5N的薄壁容器， 底面积为100cm2， 放在水平桌面上，内装有4.5kg 的酒精，深度为30cm，则容器对桌面的压强为____ Pa， 酒精对容器底部的压力为___ N。（ρ酒精=0.8×103kg/m3，g=10N/kg）【答案】 5000    24【解析】 容器对桌面的压强为p= = = = = =5000Pa。酒精对容器底部的压强为p酒=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.3m=2400Pa；酒精对容器底部的压力为F=p酒S=2400Pa×100×10-4m2=24N。【例2】（2020重庆A）如图19,水平卓面上放有圆柱形温水杯、它的重为3N、底面积为300cm2、溢水口距杯底20cm.内装水的深度为18cm将一体积为1000cm3 、密度为0.9 g/cm3 的正方体木块缓慢放人水中不计溢水杯厚度，求:(1)木块的质量m；(2)木块放入前，水对溢水杯底的压力F；(3)木块放人水中静止后溢水杯对桌面的压强p。    【答案】（1）0.9kg    （2）54N    （3）2100Pa【解析】（1）m物=ρ物V物=0.9g/cm3×1000cm3=900g=0.9kg（2）p水= ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa；F水=p水S器=1800Pa×300×10-4m2=54N（3）由于木块密度小于水的密度，所以木块会漂浮。水对容器底部的压强为：p水′= ρ水gh水′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa；水对容器底部的压力为：F水′=p水′S器=2000Pa×300×10-4m2=60N；容器对桌面的压力为：F器=F水′+F器=60N+3N=63N；容器对桌面的压强为：P= = =2100Pa。2.液体产生的压强大小和压力的大小的比较液体对容器底部的压力与液体的重力的关系容器形状压力与重力的关系F＜GF=GF＞G【例题分析】【例3】（2021杭州）如图所示，一个装有水的平底密闭矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置。两次放置时，瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙，瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙，则（ ）
   A. F甲＞F乙  B. p甲＞p乙  C. F甲＜F乙 D. p甲＜p乙【答案】D【解析】AC.水瓶放在水平桌面上，它对桌面的压力等于水瓶的重力，即F=G，正立和倒立时，水瓶的重力不变，压力大小也不变，即F甲=F乙，A、C错。
BD.由公式p= 可知，在压力F一定时，受力面积S越小，压强p越大，水瓶倒立时桌面的受力面积更小，压强更大，即p甲＜p乙，B错误,D正确。选D。【巩固练习】1.（2021成都）任何物体能够承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体会被压坏。下列实例中，分析不正确的是（　　）A．施加相同压力，图钉尖面积越小，越容易压入墙面 B．用菜刀将肉切成肉片时，刀口越钝，所用压力越小 C．列车很重，在铁路的钢轨下铺放轨枕，可以防止压坏路基 D．“奋进号”潜入深海，承受的压强很大，需用特殊材料建造【答案】B【解析】A.施加相同压力，图钉尖面积越小，钉尖产生的压强大，越容易压入墙面，A正确。B.用菜刀将肉切成肉片时，刀口产生的压强不变，刀口越钝，受力面积越大，根据p＝F/S可知，所用压力越大，B错。C.列车很重，在铁路的钢轨下铺放轨枕，这样可以增大受力面积，减小压强，可以防止压坏路基，C正确。D.“奋进号”潜入深海，根据p＝ρgh可知，深度越深，承受的压强很大，所以需用特殊材料建造，D正确。选B。2.（2021北京）如图所示的四个实例中，为了增大压强的是（　　）A．饮料管的一端剪成斜口 B．在铁轨下面铺枕木 C．书包背带做得较宽 D．图钉帽的面积做得较大【答案】A【解析】A.饮料管的一端剪成斜口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，A正确。BCD.在铁轨下面铺枕木、书包背带做得较宽、图钉帽的面积做得较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强的，BCD错。选A。3.如图为帕斯卡实验，在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插入一根细长的管，向细管里只灌了几杯水，就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关（     ）  A. 液体的重力       B. 液体的体积       C. 液体的深度       D. 液体的密度【答案】C【解析】由于是一根细管，所以倒入几杯水后，细管中水的深度增加的很多，根据液体压强的特点可知：液体压强随着深度的增加而增大，所以这一实验表明的是影响液体内部压强大小的因素是液体的深度。选C。4.（2021北京）甲、乙两支完全相同的试管，分别装有质量相等的液体。甲试管内液体的密度为ρ甲，乙试管内液体的密度为ρ乙。将两支试管放置在同一水平桌面上，甲试管竖直，乙试管倾斜，静止时，两试管内液体相平，液面距离桌面的高度为h，如图所示，液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙，则下列判断中正确的是（　　）A．ρ甲＜ρ乙，p甲＜p乙 B．ρ甲＜ρ乙，p甲＝p乙 C．ρ甲＞ρ乙，p甲＞p乙 D．ρ甲＞ρ乙，p甲＝p乙【答案】C【解析】由图可知，甲容器中的液体体积要比乙容器小，因液体质量相同，由ρ＝m/v可得甲液体的密度比乙液体密度大，即ρ甲＞ρ乙；又因为两试管中液面等高，所以由液体压强公式p＝ρgh可知，p甲＞p乙，C正确。选C。5.（2021贵港）如图所示，质量为10kg，底面积为500cm2的圆柱体A放在水平面上。一薄壁圆柱形容器B也置于水平面上，该容器足够高，底面积为200cm2  ， 内盛有8kg的水。若将一物体M分别放在圆柱体A上表面的中央和浸没在容器B的水中时，圆柱体A对水平面的压强变化量和水对容器B底部压强的变化量相等（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3），则（   ）  A. 未放上物体M时，圆柱体A对水平地面的压强为2×105Pa
B. 容器B内水的体积为0.08m3
C. 物体M的密度为2.5×103kg/m3
D. 物体M未放入容器B时，容器B底部受到的水的压强为4×104Pa【答案】 C   【解析】A．未放上物体M时，圆柱体A对水平地面的压强为p= = = =5000Pa。A错。B．容器B内水的体积为V= = =0.008m3，B错。C．圆柱体A对水平面的压强变化量和水对容器B底部压强的变化量相等，当物块M放在圆柱体上时，增加的压强为p= ；而将M浸没在水中，水对容器B底部压强的变化量即为浮力所产生的压强，压强的变化量为p= 。两式相等，整理可得ρ= = = 2.5×103kg/m3。C正确。D．  物体M未放入容器B时，容器B底部受到的水的压强为p= = = =4000Pa，D错。选C。6.（2021湖州）如图是小章看爸爸切年糕的场景，爸爸说将年糕竖着切如图比横着切如图要省力。（1）竖着切省力的原因是由于减小了______ 。
（2）年糕是人们喜欢的食品，年糕的主要成分是淀粉。淀粉主要来自水稻种子中______ 这一结构。【答案】受力面积  胚乳【解析】（1）将年糕竖着切与横着切相比，减小了受力面积，在压力一定时，增大了压强，所以将年糕竖着切比横着切要省力。
（2）水稻种子的营养物质储存在胚乳中，因此米饭中的淀粉来自于水稻种子的胚乳。7.（2021天津）篆刻是我国一门古老的艺术形式，篆刻刀的刀口做得很锋利是为了增大________；“泥人张”彩塑是天津特色民间工艺品，艺人将泥揉捏成形态各异的人物，这表明力可以改变物体的________。    【答案】 压强   形状   【解析】篆刻刀的刀口做得很锋利，是通过减小受力面积，达到增大压强的目的。 艺人对泥施加力的作用，使泥的形状发生了改变，说明力可以改变物体的形状。8.（2021贺州）如图所示，甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上，它们的边长之比l甲：l乙＝2：3，质量之比m甲：m乙＝2：1，则它们对地面的压力之比F甲：F乙＝　  　，对地面的压强之比p甲：p乙＝　   　。【答案】2：1     9：2【解析】根据G＝mg知甲乙的重力之比为： = = = =2:1。水平面上物体的压力和自身的重力相等，由此可知其对水平地面的压力之比为： = =2:1。已知边长之比l甲：l乙＝2：3，则 = = = ，对地面的压强之比： = × = = 9:2。
9.如图甲为阴阳壶，壶把上开有两孔，可同时盛装两种液体，图乙为该壶的结构示意图，使用时，若捂住甲孔，则倒出的是______ ，这是由于______ 的作用。该壶的设计遵循了______ 原理。【答案】乙液体  大气压  连通器【解析】使用时，阴阳壶倾斜，两种液体都向下运动，若捂住甲孔，则左侧壶内气体压强随体积的增大而减小，左侧壶内气体压强小于外界大气压，所以甲液体在大气压的作用下不能倒出；而乙孔使得右侧壶内与外界空气相通，则右侧壶内外的气体压强相同，乙液体在重力作用下就可流出来。该壶的壶嘴和壶身上端开口、下端相连，所以该壶的设计遵循了连通器原理。10.（2021达州）我国“新冠疫情”已经得到控制，在党的关怀下，我国实行免费接种新冠疫苗。接种疫苗的注射器针尖做得很细是用______ 的方法来增大压强；国外新冠病毒仍在肆虐，如图是护士给确诊病人的输液装置，药水瓶上插着两根管，一根给病人输液，另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中，如图所示，这根“闲置管”是在输液过程中，当瓶内气压减小时，在______ 的作用下使空气进入瓶内。    【答案】减小受力面积  大气压【解析】针头较细，是在压力一定，通过减小受力面积来增大压强。因为输液时，如果没有这根“闲置”，外部压强大于瓶内压强时，液体就无法输入到人体中，所以这根“闲置管”是在输液过程中，当瓶内气压减小时，在大气压的作用下使空气进入瓶内。11.（2021贵港）据央广网报道，2021年3月31日18:00，当日最后一艘满载货物的船舶驶向粤港澳大湾区，标志着位于广西桂平市的大藤峡船闸试通航满一年。这不仅加速推进了航道改造升级，也带动了相关产业的高质量发展。船闸应用了________原理。2020年9月6日18时许，经过综合调度，建设中的广西大藤峡水利枢纽工程水库水位首次达到52米高程，这是大藤峡工程全面完工前允许运行的最高水位，此时水对坝底的压强为________Pa。（g取10N/kg， =1.0×103kg/m3）    【答案】 连通器    5.2×105【解析】船闸是底部连通，静止时，上部分的液面相平的原理工作的，故运用的是连通器原理。 此时水对坝底的压强为p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×52m=5.2×105Pa。12.（2021云南）如图所示，水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛，露出水面的长度为1cm，点燃蜡烛，至蜡烛熄灭时，水对容器底部产生的压强 　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。熄灭时蜡烛所剩长度为 　　cm。（ρ蜡＝0.9×103kg/m3）【答案】变小    2【解析】蜡烛漂浮在水面上，受到的浮力等于重力，点燃蜡烛，至蜡烛熄灭时，蜡烛自身的重力减小，受到的浮力变小，根据阿基米德原理公式F浮＝ρ液gV排可知，蜡烛排开的水的体积变小，液面会下降，根据p＝ρgh可知容器底部受到水的压强变小。ρ蜡＝0.9×103kg/m3＝0.9g/cm3，h蜡＝14cm，h排＝13cm；设烛的截面积为S，则蜡烛的重力为G蜡＝m蜡g＝ρ蜡V蜡g＝ρ蜡h蜡Sg；设铁丝的重量为G铁，又因漂浮，故G蜡+G铁＝G排水＝ρ水V排g＝ρ水Sh排g，则有ρ蜡h蜡Sg+G铁＝ρ水Sh排g，即0.9g/cm3×14cm×Sg+G铁＝1.0g/cm3×S×13cm×g，解得G铁＝0.4g/cm3×Sg，蜡烛熄灭时设烛长为L，因蜡烛燃烧到与水面平齐处即被水熄灭，故此时蜡烛和铁丝共同处于悬浮状态，则有：G蜡剩+G铁＝G排水′，即：ρ蜡LSg+G铁＝ρ水LSgρ蜡LSg+0.4g/cm3×Sg＝ρ水LSg，L= = =2cm。13.（2021攀枝花）某物理小组在“研究液体内部的压强”实验时，想知道液体对容器底部的压强增加量△p液及容器对水平面的压强增加量△p容与哪些因素有关，他们选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中（水深大于小球直径，且水不溢出），如图所示，测出水对容器底部的压强增加量△p液及容器对水平面的压强增加量△p容，得到的实验数据如表中实验序号1﹣5所示。液体分类水（ρ水＝1.0×103kg/m3）未知液体（ρ液）实验序号12345678910ρ球（×103kg/m3）0.60.81.01.21.40.60.81.01.21.4△p水（帕）294392490490490294392490539539△p容（帕）294392490588686294392490588686（1）本实验设计所用到的实验方法是下列中的 　　。A.控制变量法         B.转换法          C.等效替代法               D.理想模型法（2）分析比较表中实验序号1﹣5中的数据及相关条件可知：当ρ球　 　ρ水（选填“＞”、“＜”、“＝”、“≥”、“≤”）时，△p液＝△p容。（3）分析比较表中实验序号1﹣5中的数据及相关条件可知：△p液与ρ球　 　（选填“成正比”、“成反比”或“无关”）。（4）他们仅改变液体种类，利用上述实验器材重复了实验，得到数据如表中实验序号6﹣10所示。据此可知该液体的密度ρ液＝　    　kg/m3。【答案】（1）A   （2）≤    （3）无关    （4）1.1×103kg/m3【解析】（1）实验中控制小球的体积、液体密度和容器不变，改变小球密度，探究压强的增加量与什么因素有关，这种探究方法叫做控制变量法。（2）由1、2、3次实验数据可知，当ρ球≤ρ水的密度时，△p液＝△p容。（3）由3、4、5次实验数据可知，选用密度不同的小球实验时，△p水保持不变。（4）当ρ球＞ρ液时，小球在浸没在液体中沉底，小球排开水的体积等于小球的体积，由公式F浮＝ρ液gV排可知，体积相同密度不同的小球在同种液体中所受浮力相同，根据力的作用是相互的原理可知，液体对规则容器底的压力增加量ΔF＝F浮，由压强公式p=F/S可知，在容器底面积一定时，液体对容器底的压强增加量相等。同时由压强公式p=F/S可得：F浮＝ΔF＝△p液S容，在第5和第10次实验中，△p水＝490Pa，△p液＝539Pa，则有：F浮水＝△p水S容＝490Pa×S容，即：ρ水gV球＝490Pa×S容……①F浮液＝△p液S容＝539Pa×S容，即：ρ液gV球＝539Pa×S容……②由①②可得：ρ液＝1.1×103kg/m3。14.（2021宁波）水对容器侧壁有压强，水从小孔水平射出的速度与哪些因素有关？
【提出猜想】
水从小孔水平射出的速度可能与小孔在水中的深度有关。
【查阅资料和思考】
如图甲所示，h表示小孔在水中的深度，v表示水流从小孔水平射出的速度，H表示小孔到桌面的高度，s表示水流射程（小孔到落点的水平距离）。查阅资料可知，当H一定时，s随v的增大而增大。
要研究v和h的关系，由于v无法直接测量，转为研究s、H、h的关系。

【实验步骤】①将容器置于木块上，如图乙所示。②堵住三个小孔，往容器中加入适量的水记录h和H。③打开小孔，同时测量并记录从三个小孔水平射出的水流射程s。④换高度不同的木块，重复步骤①～③。
【实验数据及分析】 实验序号123456789小孔abcabcabc/cm102030102030102030H/cm302010403020504030s/cm354135404950455859（1）分析表中数据可知，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而______（填“增大”或“减小”）。（2）采用控制变量的方法，通过比较实验序号为______ 的三组数据，可以得出：水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关。（3）小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否与______ 有关。【答案】（1）增大  （2）1、5、9  （3）液体种类
【解析】（1）分析1、4、7或2、5、8或3、6、9三次实验，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而增大。（2）分析1、5、9三实验，当小孔距桌面的高度H相同时，水流射程s随小孔在水中的深度h的增大而增大，说明水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关；（3）再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，可以探究液体从小孔水平射出的速度v与液体种类是否有关。
15.（2021十堰）如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克，它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机，安装了先进的火控系统和多种光电技术应用，使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能，坦克重42t，高2.3m，每条履带与地面的接触面积为2m2。请利用给出的数据，求：（g取10N/kg）（1）该坦克在水平路面行驶时，对地面的压强。（2）坦克在深为5m的河水潜渡时，在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力；（3）坦克在该河段水中潜渡时，坦克对水平河床的压力为105N，该坦克的体积是多大？
【答案】（1）1.05×105Pa    （2）2.16×10N     （3）32m3
【解析】（1）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压力：F=G=mg=42×103kg×10N/kg=4.2×105N，
受力面积：s=2×2m2=4m2，坦克对地面的压强：p= = = 1.05×105Pa。（2）坦克顶部所处的深度：h=5m-2.3m=2.7m，坦克顶部受到水的压强：p′=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×2.7m=2.7×104Pa，舱门受到水的压力：
F′= p′s′=2.7×104Pa×0.8m2 =2.16×104N。（3）坦克在水中潜渡，坦克对水平河床的压力等于坦克重减去受到的浮力，即F压=G-F浮，则坦克受到的浮力：F浮=G-F压=4.2×105N-105N=3.2×105N,由F浮=ρgv排可得，坦克的体积：V=V排= = = 32m3。答：（1）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为1.05×105Pa；（2）坦克顶部的舱门受到水的压力为2.16×10N ；（3）坦克的体积为32m3。